1.1 เยื่อหุ้มเซลล์ (Cell membrane) มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ ทำหน้าที่ห่อหุ้มส่วนต่างๆที่อยู่ภายในเซลล์ ประกอบด้วยโปรตีนและไขมัน มีหน้าที่ ควบคุม ปริมาณ และชนิดของสารที่ผ่านเข้าออกจากเซลล์

1.2 ผนังเซลล์ (Cell wall) เป็นส่วนที่อยู่นอกสุด ทำหน้าที่เพิ่มความแข็งแรง และป้องกันอันตรายให้แก่เซลล์พืช ประกอบด้วย สารเซลลูโลสเป็นส่วนใหญ่ นอกจากนี้มีคิวทินซูเบอริน เพกทิน ลิกนิน ผนังเซลล์พบในเซลล์พืช แบคทีเรีย และสาหร่าย

1.3 สารเคลือบเซลล์ (cell coat) เป็นสารที่เซลล์สร้างขึ้นเพื่อห่อหุ้มเซลล์อีกชั้นหนึ่งเป็นสารที่มีความแข็งแรง ไม่ละลายน้ำ ทำให้เซลล์คงรูปร่างได้และช่วยลดการสูญเสียน้ำ

เป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของเซลล์ มีรูปร่างค่อนข้างกลม นิวเคลียสทำหน้าที่ ควบคุมเมแทบอลิซึมของเซลล์ ควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนและเอนไซม์ ควบคุมการถ่ายทอดลักษณะ ทางพันธุกรรมจากพ่อแม่ไปสู่รุ่นลูกหลาน ควบคุมกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์ ควบคุมการเจริญเติบโต และควบคุมลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต ประกอบด้วย

    2.1 เยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear membrane) เป็นเยื่อบาง ๆ 2 ชั้น แต่ละชั้นประกอบด้วยลิพิดเรียงตัว 2 ชั้น มีโปรตีนแทรกเป็นระยะๆ มีช่องเล็กๆ ทะลุผ่านเยื่อหุ้มนิวเคลียส

    2.2 นิวคลีโอลัส (Nucleolus) ประกอบด้วยสาร DNA และ RNA ทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน และสร้างไรโบโซม

   2.3 โครมาทิน (Chromatin) ซึ่งเส้นใยเล็ก ๆ ยาว ๆ หดไปมาเป็นร่างแห เมื่อหดตัวสั้นและหนาขึ้น เรียกว่า โครโมโซม (chromosome) ประกอบด้วย ยีน และโปรตีนหลายชนิดบนยีนจะมีรหัสพันธุกรรมซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการสร้างโปรตีน

เป็นส่วนที่อยู่รอบ ๆ นิวเคลียส มีลักษณะเป็นของเหลวโดยมีสารอาหารและสารอื่นๆละลายอยู่ นอกจากนี้ในไซโทพลาสซึมยังมีออร์แกเนลล์ที่สำคัญ ได้แก่

3.1 ไมโทคอนเดรีย (Mitochondria) ทำหน้าที่สร้างพลังงานให้แก่เซลล์

3.2 ไรโบโซม (Ribosome) พบทั้งในเซลล์ พืช และสัตว์ มีหน้าที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน

3.3 ไลโซโซม (Lysosome) ทำหน้าที่ย่อยสารและสิ่งแปลกปลอมที่เซลล์ไม่ต้องการ

3.4 กอลจิบอดี (Golgi body) ทำหน้าที่สะสมโปรตีนเพื่อส่งออกนอกเซลล์

3.5 เอนโดพลาสมิก เรติคูลัม (Endoplasmic reticulum) มี 2 แบบ คือ ชนิดเรียบทำหน้าที่สร้างสารพวกไขมันและชนิดขรุขระทำหน้าที่ขนส่งโปรตีน

3.6 แวคิวโอล (Vacuole) เป็นแหล่งสะสมสารต่าง ๆ ซึ่งในเซลล์พืชจะมีขนาดตามอายุของเซลล์

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีการรักษาดุลยภาพสภาวะและสารต่างๆ ภายในร่างกาย ดังนี้

1. การรักษาสมดุลของอุณหภูมิ

2. การรักษาสมดุลของน้ำ

3. การรักษาสมดุลของกรด-เบส

4. การรักษาสมดุลของแร่ธาตุ

สาเหตุที่สิ่งมีชีวิตต้องมีกลไกการรักษาดุลยภาพของร่างกาย เพราะว่าสภาวะและสารต่างๆ ภายในร่างกายมีผลต่อการทำงานของเอนไซม์ ซึ่งทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาชีวเคมีต่าง ๆที่เกิดขึ้นภายในเซลล์และร่างกาย

การคายน้ำถือเป็นกระบวนการสำคัญในการรักษาดุลยภาพของน้ำในพืชซึ่งเป็นกระบวนการที่พืชกำจัดน้ำออกมาในรูปของไอน้ำหรือหยดน้ำ โดยไอน้ำจะออกมาทางปากใบ(Stoma) ผิวใบหรือรอยแตกบริเวณลำต้น แต่หยดน้ำจะออกมาทางช่องเปิดบริเวณขอบใบหรือปลายใบปัจจัยที่มีผลต่อการคายน้ำของพืช ได้แก่ ลม ความกดดันอากาศ อุณหภูมิความเข้มของแสงสว่าง ความชื้นในอากาศ ปริมาณน้ำในดิน

1. ช่วยให้พืชมีอุณหภูมิลดลง 2-3°C

2. ช่วยให้พืชดูดน้ำและแร่ธาตุในดินเข้าสู่รากได้

3. ช่วยให้พืชลำเลียงน้ำและแร่ธาตุไปตามส่วนต่างๆ ของพืชได้

ข้อเสียจากการคายน้ำของพืซ คือ พืชคายน้ำออกไปมากกว่าที่จะนำไปใช้ในการเจริญเติบโตและสร้างผลผลิต

อวัยวะสำคัญในการรักษาดุลยภาพของน้ำและสารต่างๆ ในร่างกาย คือ ไต (Kidneys)พบในสัตว์มีกระดูกสันหลัง ไตคนมีลักษณะคล้ายเม็ดถั่วแดง 2 เม็ดอยู่ด้านหลังของลำตัวเมื่อผ่าไตจะสังเกตเห็นเนื้อไตชั้นนอกและชั้นใน ซึ่งในเนื้อไตแต่ละข้างประกอบด้วยหน่วยไต(Nephron) 1 ล้านหน่วย ทำหน้าที่กำจัดของเสียในรูปของปัสสาวะ

การเปลี่ยนแปลงความเป็นกรด-เบสมากๆ จะทำให้เอนไซม์ (Enzyme) ภายในเซลล์หรือร่างกายไม่สามารถทำงานได้ ดังนั้นร่างกายจึงมีกลไกการรักษาดุลยภาพความเป็นกรด-เบสภายในให้คงที่ ซึ่งมี  3 วิธี คือ

1. การเพิ่มหรือลดอัตราการหายใจ ถ้าคาร์บอนไดออกไซด์(CO2) ในเลือดมีปริมาณมากจะส่งผลให้ศูนย์ควบคุมการหายใจ คือสมองส่วนเมดัลลาออบลองกาตา(Medulla Oblongata) ส่งกระแสประสาทไปสั่งให้กล้ามเนื้อกะบังลม และกล้ามเนื้อยึดกระดูกซี่โครงทำงานมากขึ้น เพื่อจะได้หายใจออกถี่ขึ้น ทำให้ปริมาณ CO2 ในเลือดลดลงถ้า CO2 ในเลือดมีปริมาณน้อย จะไปยับยั้งสมองส่วนเมดัลลาออบลองกาตา ซึ่งจะทำให้กล้ามเนื้อกะบังลมและกล้ามเนื้อยึดกระดูกซี่โครงทำงานน้อยลง

2. ระบบบัฟเฟอร์ (Buffer) คือ ระบบที่สามารถรักษาระดับค่า pH ให้เกือบคงที่ไว้ได้เมื่อมีการเพิ่มของสารที่มีฤทธิ์เป็นกรดหรือเบสเล็กน้อยน้ำเลือด เลือดที่แยกส่วนของเม็ดเลือดและเกล็ดเลือดออกแล้ว) ทำหน้าที่เป็นระบบบัฟเฟอร์ให้กับร่างกายมนุษย์

3. การควบคุมกรดและเบสของไต ไตสามารถปรับสมดุลกรด-เบสของเลือดได้มากโดยผ่านกระบวนการผลิตปัสสาวะ ระบบนี้จึงมีการทำงานมาก สามารถปรับค่า pH ของเลือดที่เปลี่ยนแปลงไปมากให้เข้าสู่ภาวะปกติหรือภาวะสมดุลได้แต่จะใช้เวลานาน

สัตว์บกจะได้รับน้ำจากการดื่มน้ำ และจากน้ำที่เป็นส่วนประกอบในอาหารเช่น ในพืชผัก ผลไม้ ตลอดจนน้ำที่อยู่ในเนื้อสัตว์ต่าง ๆ นอกจากนี้ยังได้รับน้ำจากกระบวนการย่อยสลายสารอาหาร ตลอดจนการเผาผลาญสารอาหาร หากร่างกายได้รับปริมาณมากเกินไปร่างกายจะกำจัดน้ำส่วนเกินออกในรูปของเหงื่อ ไอน้ำในลมหายใจ ปัสสาวะ และอุจจาระ โดยมีไตเป็นอวัยวะหลักที่ทำหน้าที่ควบคุมสมดุลของน้ำ และแร่ธาตุในร่างกาย

นกหลายชนิดจะมีขนปกคลุม เพื่อป้องกันการสูญเสียน้ำเนื่องจากความร้อนและยังมีระบบการรักษาดุลยภาพของน้ำด้วยการขับออกในรูปปัสสาวะนอกจากนี้ยังพบว่านกทะเลที่กินพืชหรือสัตว์ทะเลเป็นอาหาร จะมีอวัยวะที่ทำหน้าที่กำจัดแร่ธาตุหรือเกลือส่วนเกินออกไปจากร่างกาย เรียกว่า ต่อมนาสิก (Nasal Gland) หรือต่อมเกลือ (Salt Gland) ซึ่งอยู่บริเวณหัวและจมูก โดยแร่ธาตุและเกลือจะถูกกำจัดออกในรูปของน้ำเกลือ วิธีการรักษาสมดุลเช่นนี้ จึงทำให้นกทะเลต่าง ๆ สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ แม้จะบริโภคอาหารที่มีแร่ธาตุและเกลือสูงเป็นประจำ

จะมีวิธีการควบคุมสมดุลน้ำและแร่ธาตุในร่างกายที่แตกต่างไปจากสัตว์บกเนื่องจากสัตว์น้ำเค็มจะต้องมีการปรับความเข้มข้นของเกลือแร่ในร่างกายให้ใกล้เคียงกับสภาพแวดล้อม เรียกระดับความเข้มข้นเกลือแร่ภายในร่างกายให้ใกล้เคียงกับสภาพแวดล้อมว่า ไอโซทอนิก (isotonic) ซึ่งจะช่วยทำให้ร่างกายกับสภาพแวดล้อมมีความสมดุลกันจึงไม่มีการสูญเสียน้ำหรือรับน้ำเข้าสู่ร่างกาย โดยสัตว์น้ำเค็มแต่ละชนิดจะมีกลไกในการรักษาดุลยภาพที่แตกต่างกัน ดังนี้ ในปลากระดูกอ่อน เช่น ปลาฉลาม จะมีระบบการรักษาสมดุลโดยการพัฒนาให้มียูเรียสะสมในกระแสเลือดในปริมาณสูง จนมีความเข้มข้นใกล้เคียงกับน้ำทะเลจึงไม่มีการรับน้ำเพิ่มหรือสูญเสียน้ำไปโดยไม่จำเป็นส่วนในปลากระดูกแข็งจะมีเกล็ดตามลำตัว เพื่อใช้ป้องกันการสูญเสียน้ำภายในร่างกายออกสู่สภาพแวดล้อมเนื่องจากสภาพแวดล้อมมีความเข้มข้นของสารละลายมากกว่าในร่างกายและมีการขับเกลือแร่ออกทางทวารหนัก และในลักษณะปัสสาวะที่มีความเข้มข้นสูงและมีกลุ่มเซลล์ที่เหงือกทำหน้าที่ลำเลียงแร่ธาตุออกนอกร่างกายด้วยวิธีการลำเลียงแบบใช้พลังงาน

มีความเข้มข้นของของเหลวในร่างกายมากกว่าน้ำจืด ดั้งนั้น มีกลไกลการรักษาสมดุล เช่น ปลาน้ำจืด มีผิวหนังและเกล็ดป้องกันการซึมเข้าของน้ำ มีการขับปัสสาวะบ่อยและเจือจาง และมีอวัยวะพิเศษที่เหงือกคอยดูดเกลือแร่ที่จำเป็นคืนสู่ร่างกายโพรทิสต์(Protist) เช่น โพรโทซัวที่อาศัยในน้ำจืด จะใช้วิธีการปรับสมดุลของน้ำและของเสียที่เกิดขึ้นในเซลล์ โดยการแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ออกไปสู่สิ่งแวดล้อมโดยตรงนอกจากนี้ยังใช้ คอนแทรกไทล์ แวคิวโอล (contractile vacuole) กำจัดสารละลายของเสียและน้ำออกสู่ภายนอกเซลล์ ทำให้สามารถรักษาดุลยภาพของน้ำช่วยป้องกันไม่ให้เซลล์เต่งหรือบวมมากจนเกินไป

การรักษาดุลยภาพอุณหภูมิของสัตว์แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ตามอุณหภูมิของร่างกาย ดังนี้

1. สัตว์เลือดเย็น คือ สัตว์ที่มีอุณหภูมิภายในร่างกายไม่คงที่ เพราะจะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมภายนอก

2. สัตว์เลือดอุ่น คือ สัตว์ที่มีอุณหภูมิภายในร่างกายคงที่ ไม่เปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม จะมีกลไกการรักษาอุณหภูมิภายในร่างกาย ดังนี้

2.1 การรักษาอุณหภูมิโดยอาศัยโครงสร้างของร่างกาย สัตว์เลือดอุ่นจะมีการพัฒนาโครงสร้างของผิวหนังเพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อนของร่างกายจากสภาวะแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ เช่น การมีชั้นไขมันหนาอยู่ใต้ชั้นผิวหนัง การมีขนปกคลุมร่างกาย หรือการมีโครงสร้างเพื่อลดความร้อนของร่างกาย จากสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง เช่น มีต่อมเหงื่อและรูขุมขนตามร่างกาย สำหรับระบายความร้อน เป็นต้น

2.2 การรักษาอุณหภูมิโดยอาศัยการทำงานของระบบต่าง ๆ ภายในร่างกายเป็นการตอบสนองต่ออุณหภูมิที่เกิดจากการทำงานร่วมกันของระบบต่าง ๆ ภายในร่างกายโดยมีศูนย์กลางการควบคุมอุณหภูมิอยู่ที่สมองส่วนไฮโพทาลามัส ซึ่งกระบวนการทำงานภายในร่างกาย เพื่อตอบสนองต่ออุณหภูมิจะมีลำดับขั้นตอนการทำงาน ดังนี้

  2.2.1การรับรู้ความรู้สึกหนาวหรือร้อน จะเกิดขึ้นที่ตัวรับรู้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งมี 2 ชนิด คือ ตัวรับความรู้สึกร้อน สามารถพบได้ในผิวหนังทุกส่วน จะพบมากที่บริเวณฝ่ามือและฝ่าเท้า ส่วนตัวรับความรู้สึกหนาว จะพบได้มากที่บริเวณเปลือกตาด้านในและบริเวณเยื่อบุในช่องปาก

  2.2.2 การทำงานร่วมกันของศูนย์ควบคุมในสมองส่วนไฮโพทาลามัสจะรับสัญญาณความรู้สึกจากตัวรับรู้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิทั่วร่างกายแล้วจัดการแปลข้อมูล จากนั้นจึงส่งกระแสประสาทไปสู่อวัยวะหรือตัวแสดงการตอบสนองที่ทำหน้าที่ปรับระดับอุณหภูมิในร่างกาย เพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่จะช่วยปรับอุณหภูมิในร่างกายให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม คือ ไม่ร้อนและไม่เย็นจนเกินไป

  2.2.3 การแสดงการตอบสนอง เมื่อได้รับสัญญาณจากสมองแล้ว ตัวแสดงการตอบสนองต่าง ๆ ในร่างกายจะเกิดการเปลี่ยนแปลง เพื่อช่วยให้ระดับอุณหภูมิในร่างกายกลับเข้าสู่สมดุล โดยลักษณะการตอบสนองเพื่อรักษาระดับอุณหภูมิในร่างกายอาจมีได้หลายลักษณะ ดังนี้

  1.) กระบวนการเมแทบอลิซึม เป็นการเผาผลาญสารอาหารให้เกิดพลังงานความร้อน โดยเมื่อร่างกายมีอุณหภูมิลดต่ำลง สมองส่วนไฮโพทาลามัสจะส่งสัญญาณไปกระตุ้นอวัยวะที่ควบคุมอัตราเมแทบอลิซึมในร่างกายเพื่อเพิ่มกระบวนการเมแทบอลิซึมให้มากขึ้น ทำ ให้อุณหภูมิร่างกายสูงขึ้น แต่หากร่างกายมีอุณหภูมิสูงสมองส่วนไฮโพทาลามัสก็จะส่งสัญญาณไปกระตุ้นอวัยวะต่าง ๆ เพื่อลดกระบวนการเมแทบอลิซึมในร่างกายให้ลดลงทำให้อุณหภูมิร่างกายลดลงด้วย

  2.) เส้นเลือด เมื่อร่างกายมีอุณหภูมิสูง เส้นเลือดจะขยายตัวทำให้มีการลำเลียงเลือดจากอวัยวะต่าง ๆ ภายในร่างกายไปยังผิวหนังดีขึ้น ความร้อนในร่างกายจึงถ่ายเทออกสู่ภายนอกได้ดีขึ้น ทำให้อุณหภูมิของร่างกายลดลง แต่ถ้าร่างกายมีอุณหภูมิต่ำ เส้นเลือดจะหดตัว ทำให้มีการลำเลียงเลือดไปยังผิวหนังน้อยลง ความร้อนใน

ร่างกายจึงถ่ายเทออกสู่ภายนอกได้น้อยลง ร่างกายจึงเก็บรักษาความร้อนไว้ได้

  3.) การหลั่งของเหงื่อ เป็นการระบายความร้อนไปพร้อมกับหยดน้ำเหงื่อ ทำให้อุณหภูมิร่างกายลดลง

  4.) การหดตัวของรูขุมขน การหดตัวของกล้ามเนื้อโคนขน มีผลทำให้รูขุมขนหดเล็กลง จึงช่วยลดการสูญเสียความร้อนทางรูขุมขน ทำให้เกิดการอาการขนลุก

      5.) การหดตัวของกล้ามเนื้อ ทำให้เกิดอาการสั่นจึงได้พลังงานความร้อนมาชดเชยความร้อนที่สูญเสียไป

2.3 การรักษาอุณหภูมิโดยการปรับเปลี่ยนพฤติกรรม ในกรณีที่เกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรง การรักษาอุณหภูมิโดยโครงสร้างของร่างกายและการทำงานของระบบต่าง ๆ ภายในร่างกายไม่เพียงพอต่อการรักษาอุณหภูมิภายในร่างกายสัตว์ต่าง ๆ จึงมีการปรับเปลี่ยนพฤติกรรมบางอย่าง เพื่อให้สามารถใช้สภาพแวดล้อมเข้ามาช่วยในการรักษาอุณหภูมิภายในร่างกาย เช่น การนอนแช่น้ำ การอพยพไปยังพื้นที่ ที่มีอุณหภูมิเหมาะสมกว่าการใส่เสื้อกันหนาวของมนุษย์ เป็นต้น